专利名称：尤其借助干涉测量法检测轮胎的装置和方法
技术领域：
本发明涉及尤其借助干涉测量法检测轮胎的装置和方法。被检物涉及 轮胎，但也可以利用本发明的装置来检验其它物件。用以检测轮胎的测量 方法尤其是干涉测量法。不过，也可以执行其它的无损检测方法，例如超声波4企测或者X射线焚光屏^r测。检测装置具有测量机构，可以通过测量 才几构扫描轮胎以产生测量结果。检测装置还具有定位才几构，测量才几构可以 借助定位才几构被定位于测量位置并且对准测量方向。
背景技术：
轮胎或者其它在使用中承载的物件要接受材料检测，以便控制质量并 降低安全风险，这种材料检测能发现有缺陷的部位，即所谓的伤处。如果 被才全物涉及要翻新的旧轮胎，则一般主要采取无损材刺"险测，这保证了比 较快速的轮胎检测。在工业实践中常见到的是光学检测法，例如全息摄影术或者也被称为散斑剪切干涉测量技术的剪切测量技术。剪切测量技术是一种相对干涉测 量方法，它提供表示被检物的两个历时状态之间差异的结果图形。因此， 为了产生因电子图像传感器如CCD传感器或CMOS传感器的逐渐普及而 目前一般是数字的结果图形，需要在两次测量之间借助机械力、热力或气 动力的作用来改变被检物的状态。为此，已知的检测装置具有压力室，该 压力室或是被抽真空，或是被加压，从而位于压力室中的被检物因压力的 变化而变形，进而从第一标准状态转变到第二测量状态。与全息摄影术不同，剪切测量技术不测量被^H勿表面的变形，而是测 量变形梯度。这要归结于剪切测量技术采用了所谓的剪切元件，剪切元件 可以是剪切透镜如光楔、双棱镜，或是产生图像复制的米歇尔森干涉仪。 由于有剪切元件，所以产生两个在空间上略微错位的被检物图形，这两个 图形叠加，从而因通过这种方式出现的干涉而产生干涉图形。表示变形梯 度特征的剪切图形是通过在标准状态下和在测量状态下获得的干涉图形6的强度相减而产生的。剪切图形适于发现一点相对相邻点的位置是否因被 检物变形而改变。如果有改变，则该位移导致强度分布的局部改变，示出了伤处情况。德国专利申请公开号DE4231578A1和欧洲专利授权公告号 EP1014036B1描述了基于这种散斑干涉的测量技术。用于借助干涉测量法检测被检物的装置一般配备有至少 一个测量头， 测量头具有照明单元和摄像单元。照明单元通常由发射相关光线的激光器 或激光二极管构成。摄像单元通常是摄像器材，它配备有图像传感器，图 像传感器意指光敏半导体传感器，例如CCD传感器或CMOS传感器。为 了获得有表现力的测量结果，需要使摄像器材的视界与被检物的待检部分 相协调。通常如此实现这样的协调，将测量头定位于测量位置并对准测量 方向，这保证了一方面被检物的选定测量部分完全位于摄像器材的视界当 中，另一方面，前后相继的测量部分充分叠加，以允许无间歇检测。测量 头的测量位置和测量方向取决于被检物的尺寸。对此，欧洲专利申请公开 号EP1284409A1公开了这样的装置，它能以光学方式例如借助所谓的光截 面来测量被检物，以便依据通过此方式获得的数据来定位和调校测量头。欧洲专利授权公告号EP1043578B1公开一种4仑胎一全测仪，在该轮胎抬， 测仪中，不带轮辋和轮盘的待检轮胎平放在压力室中。轮胎检测仪具有多 个测量头，这些测量头可以离轮胎内表面有一定距离地定位，用于从里面 检测轮胎基层就是说胎体、通常位于胎体和胎面之间的帘线以及轮胎侧 壁。这些测量头各自具有照明单元和摄像单元并按照相互成一定角度的方 式布置，从而可以同时检测轮胎的不同部分，以便做到相当快速的检测。这些测量头与定位机构相连接，定位机构允许测量头从在轮胎外的且 因而保证待检轮胎更换的等候位置移入在轮胎内的测量位置。为此，定位 机构具有可沿轮胎轴向调节的臂，这些测量头安装在该臂上。为了使测量 头定位在期望的测量位置上并对准期望的测量方向，这些测量头以可沿轮 胎径向进行调节且能绕摆动轴线转动的方式安置在臂上。这种已知的轮胎检测仪带来以下缺点，由于测量头布置在位于轮胎内 的测量位置上，所以只能检测内径比较大的轮胎。而且事实证明，为了能 彻底检测轮胎内表面而迫不得已以可绕摆动轴线转动的方式布置测量头 是不利的。因为测量头的可转动布置要求高昂的机械成本和控制技术成 本，随之必然出现成本密集型制造。发明内容本发明的目的是提供用于检测轮胎的装置、方法以及检测设备，它们 允许快速彻底的轮胎检测。为了实现上述目的，本发明提供一种用于检测轮胎的装置，其中轮胎 具有两个胎侧壁并具有胎面，该装置具有测量机构和用于测量机构的定位 机构，其中能通过该测量机构扫描该轮胎以产生测量结果，该测量机构包括第一测量头，其在扫描两个胎侧壁的外表面时对准第一测量方向；第 二测量头，其在扫描两个胎侧壁的外表面时对准第二测量方向；第三测量 头，其在扫描至少该胎面的内表面时对准第三测量方向。本发明还提供一种用于检测轮胎的设备，包括至少两个如上所述的、 前后相继地设置在检测流程中的检测装置、以及适于翻转轮胎的翻转装 置，该翻转装置在该检测流程中布置在所述检测装置之间。此外，本发明提供一种借助至少一个如上所述的检测装置检测轮胎的 方法，该方法包^^以下步骤a) 将一个待检轮胎安置在检测装置中，轮胎具有第一胎侧壁、第二胎 侧壁和胎面，它们被分为多个测量部分；b) 为了扫描两个胎侧壁的外表面，将第一测量头定位在一个测量位置 上并且对准第一测量方向；c) 为了扫描两个胎侧壁的外表面，将第二测量头定位在一个测量位置 上并且对准第二测量方向；d) 为了扫描至少该胎面的内表面，将第三测量头定位在一个测量位置 上并且对准第三测量方向；e) 在第一检测过程中使该轮胎相对这些测量头绕旋转轴线做间歇转 动并且被这些测量头逐步扫描，其中第一测量头扫描在该第一胎侧壁外表 面上的一半测量部分，第二测量头扫描在第一胎侧壁外表面上的另一半测 量部分，第三测量头扫描至少胎面内表面上的一半测量部分；f) 翻转该轮胎；g) 在第二检测过程中使该轮胎相对这些测量头绕该旋转轴线做间歇 转动并且被这些测量头逐步扫描，其中第一测量头扫描在第二胎侧壁外表 面上的一半测量部分，第二测量头扫描在第二胎侧壁外表面上的另一半测 量部分，第三测量头扫描至少胎面内表面上的另一半测量部分。在根据本发明的上述检测装置、设备或方法中，尤其借助干涉测量法检测轮胎。根据本发明的轮胎检测装置具有测量机构，可以通过该测量机构扫描 轮胎以产生测量结果。测量机构具有至少三个测量头，这些测量头能例如具有与欧洲专利授权公告号EP1014036B1所述内容一样的设计结构，用于 借助干涉测量法;险测^"胎。测量头原则上也可以具有这样的结构，即该结 构允许执行其它的无损检测法，例如超声波检测或者X射线荧光屏检测。 本发明的装置还配备有定位机构，这些测量头可以借助定位机构被定位在 其各自的测量位置上并且对准其各自的测量方向。定位冲几构是如此i殳计的，即测量4几构的至少其中两个测量头可对准测 量方向，上述测量方向允许扫描胎侧壁的外表面。定位才几构还是如此设计 的，即测量^L构的至少其中一个测量头对准一个测量方向，该测量方向允 许扫描轮胎的内表面，确切地说至少是胎面区域内的轮胎内表面。如果检测装置具有至少三个测量头，则本发明方法允许快速彻底的轮 胎才企测。第一和第二测量头#_如此定位和调才交方向，即其可以扫描胎侧壁 外表面。而第三测量头如此定位和调;f吏方向，即其可以扫描至少胎面的内 表面。在第一检测过程中，将使轮胎相对这些测量头绕旋转轴线做间歇转 动并且被这些测量头逐步扫描。此时，第一测量头扫描在第一胎侧壁外表 面上的一半测量部分，而第二测量头扫描在第一胎侧壁外表面上的另一半 测量部分。第三测量头扫描内表面上的一半测量部分。在第一4企测过程后， 使轮胎翻转，随后在第二检测过程中重新使轮胎相对这些测量头绕旋转轴 线做间歇转动并被这些测量头逐步扫描。于是，第一测量头扫描在第二胎 侧壁外表面上的一半测量部分，而第二测量头扫描在第二胎侧壁外表面上 的另一半测量部分。第三测量头扫描内表面上的剩余一半测量部分。因此在第二检测过程后，第 一和第二胎侧壁的外表面以及至少胎面的 内表面被扫描，借此彻底检测轮胎。本发明认识到可如此实现轮胎的彻底 检测即所谓的胎圈至胎圏检测，即从外面检验胎侧壁，而从里面检验胎面。 此时，借助两个测量头扫描胎侧壁，而对于胎面的扫描，只用一个测量头 就够了 。如果轮胎是平放着受检的并因而绝对需要翻转轮胎以便能在第二检 测过程中从外面检测原来在第 一检测过程中靠下的胎侧壁，则本发明是特 别有意义的。如果就像在上述情况下必需两次检测过程，则将胎面的检测 分两次完成尤其发挥了作用。因为通过这种划分就可以在两个测量头从外面检验胎侧壁的时间段内只用 一个测量头来彻底冲企测胎面。因此，与例如如欧洲专利授权7>告号EP1043578B1所述的现有4支术不同，也可以利用本 发明的装置来检验内径比较小的轮胎。虽然事实证明了使用3个测量头对大多数类型轮胎的检测是最佳的， 但本发明装置也可以根据需要配备多于3个的测量头。例如，如果要检测 比较大的轮胎，例如所谓的工程轮胎(OTR),则不是用两个测量头，而是 用4个或更多个测量头从外面检测胎侧壁以获得短暂的;f企测时间，这样的 做法可能是合适的。如果用于从外面检测胎侧壁的测量头的布置和用于从 里面检测胎面的测量头的布置是如此选择的，即在一次检测过程中彻底检 测胎侧壁外表面并检测胎面的内表面的一半，则总是产生本发明方法固有 的优点，即充分利用因轮胎翻转而造成的两次检测过程，将胎面的检测任 务分配给这两次;险测过程。设置多于3个的测量头的理由可能在于提供冗余，以获得无故障的设 计。另外，有时不是要彻底检测轮胎，而是只检测胎面区域就够了。为了 在这种情况下保证短暂的检测时间，该测量装置在本发明装置的一个优选 设计中具有第四测量头，它对准第四测量方向以便扫描至少胎面的内表 面。第四测量方向和第三测量头所对准的第三测量方向最好沿轮胎的径向 延伸，并且为了上述目的最好彼此相反地取向。不过，根据应用场合的不 同，也可以相对轮胎中央平面倾斜地布置第三和第四测量方向，该轮胎中 央平面在轮胎对称构成的情况下就是其对称平面。第一测量方向和第二测量方向优选沿轮胎的轴向延伸。不过，根据应 用场合的不同，第一和第二测量方向也可以相对一个沿轴向延伸的轴向平 面倾斜地延伸。如上所述，如果要检测横放的轮胎，则采取本发明尤其考虑的检测方 法。在这种情况下，轴向竖向延伸，而径向水平延伸。但根据应用场合的 不同，检测竖立的轮胎也可能是适当的，因而轴向是水平延伸的，例如就 像由德国实用新型专利授权/>告号DE20314939U1 7>开的那样。在本发明装置的优选设计中，至少其中一个测量头就测量方向而言是 固定不动地安置的。最好所有测量头就其各自测量方向而言是固定不动地 安置的。测量头的固定不动的安置，就是说不可能使测量头在测量位置上 绕垂直于测量方向延伸的摆动轴线转动，带来了设计简单且因而成本低的 优点。与例如由欧洲专利授权公告号EP1043578B1所述的现有技术不同，固定不动的安置测量头还产生了磨损小且维护工作少的设计优点。在本发明装置的一个替换设计中，至少其中一个测量头，但最好是所 有的测量头，可以绕垂直于测量方向延伸的摆动轴线转动。就简单通用的 设计而言，只是其中 一个测量头可以绕摆动轴线转动的设计是有利的并且 这已足够了。在本发明装置的一个优选设计中，测量头可以在第一测量位置和第二 测量位置之间摆动。为了实现精确的可重复摆动，测量头可以有利地克服 一个例如由弹簧件带来的复位力，从第一测量位置摆入第二测量位置。从 第 一测量位置到第二测量位置的运动例如可通过气动执行机构来产生。测量头最好在第 一 测量位置对准基本沿轮胎轴向延伸的测量方向，并 且在第二测量位置对准基本沿轮胎径向延伸的测量方向。在第一测量位置 上，测量头可被用于从外面检测轮胎侧壁。在第二测量位置上，测量头可被用于从里面检测4仑胎的胎面。如果可摆动地布置的测量头牵涉到第一测量头或第二测量头，则第一或第二测量头可以在第二测量位置上与第三测 量头一起在比较短的检测时间内扫描胎面，如果需要彻底检测轮胎的话。因此，可摆动地布置仅一个测量头保证了本发明装置的通用性。在本发明装置的另一个优选设计中，测量头可以如此摆动，即它在第 一测量位置上对准沿轮胎径向延伸的测量方向，而在第二测量位置上对准 相对该径向测量方向倾斜了 一个调节角度的测量方向。如果被检轮胎较宽 且测量头的视角因而无法完全覆盖胎面，则主要釆用这样的设计。由于测 量头以上述调节角度转动，所以，可执行所谓的胎冠合镜拍摄(Split-Crown-Shot),就是说如此调校测量头的方向，即胎面的、包括在至 胎侧壁过渡区内的胎肩部的一部分位于测量头的视角内。对此，事实证明 以下措施是有利的，就轮胎中央平面而言，调节角度为0。至±30。，优选是 0。至士15°。如果要借助胎冠合镜拍摄检测轮胎内表面，则当轮胎内表面被 两个测量头同时扫描时可以获得本发明方法的优,* 。在另一个优选设计中，本发明的检测装置具有压力室，被检轮胎可以 在压力室中处于预定压力之下。该压力室允许切实执行干涉测量法，尤其 是剪切测量技术。此外，本发明的装置优选具有底座，轮胎在^r测期间内可安放在底座 上。此外，底座可被用于减小所出现的使测量结果失真的振动，例如空气 声音传播或固体声音传播。定位机构和/或压力室适当地支撑在底座上。在本发明装置的另 一 个优选设计中，至少其中 一 个测量头可以通过定 位机构在轴向上和/或在径向上移动。就此而言，事实证明以下措施是有利 的，定位机构具有用以使测量头沿轴向移动的至少一个轴向调节单元和用 以使测量头沿径向移动的至少一个径向调节单元。为每个测量头配备一个 轴向调节单元和一个径向调节单元是适当的，从而这些测量头可彼此独立地定位于其各自测量位置上并对准其各自测量方向。这些调节单元例如以 直线导向机构或线性马达的形式构成并且可以相互联接。当至少两个径向 调节单元和/或至少两个轴向调节单元分别相联:接时，确切地说，它们被同 一个驱动装置驱动，得到了简单的低成本设计。还有利的是，测量机构可以绕本身沿轮胎轴向延伸的旋转轴线或滚动 轴线相对轮胎转动，以便通过此方式沿周向彻底扫描4仑胎。就此而言，底 座配备有旋转装置也是有利的，可以通过旋转装置使轮胎绕旋转轴线转 动。作为替换方式或除此之外，还可以通过以可转动方式构成定位机构来 实现轮胎和测量机构的相对运动。不过，后一种设计牵涉到高昂的技术成 本并且占地大。为了执行干涉测量法尤其是剪切测量技术，这些测量头有利地分别具 有照明单元和剪切元件以及电子图像传感器，被4企轮胎将被照明单元照 亮，由轮胎反散射回的光束通过剪切元件发生干涉，而电子图像传感器设 置在剪切元件的光路中，用于记录干涉光束。例如由激光二极管构成的照 明单元可以是测量头的 一体组成部分，或是与测量头分开的。此外，针对一个切实的设计，本发明装置具有控制处理机构是有利的， 借助控制处理机构，可以控制测量机构和/或定位机构和/或旋转装置和/或 存在于压力室内的压力，并且可以分析处理所获的测量结果。与此相关地， 以下措施被证明是有利的，控制处理机构具有图像捕获电路即所谓的取帧 器或视频截取器，通过图像捕获电路，可以读入由测量头的图像传感器记 录的图像。图像捕获电路适当地成多信道形式，用于能同时读入测量头的图像。如果测量机构具有3个测量头并且因而对于同时读入图像来说需要 一条3信道图像捕获电路，则得到一个成本很低的设计。因为3信道取帧 器已被用于常见彩色摄像器材的视频信号处理，因而在市场上容易买到。 不过根据应用场合的不同，以下措施可能是有利的，不是同时而是依次读 入由图像传感器产生的图像信号，以便例如在有很多测量头时能使用简单 且低成本的图像捕获电路。在按照本发明的方法的一个优选设计中，分别将胎侧壁和胎面划分成 偶数个测量部分。事实证明，分为8个测量部分对于大多数类型的轮胎是 适当的。在本发明方法的一个特别有利的设计中，第一检测过程在第一检测装 置上完成，第二检测过程在第二检测装置上完成。这样的方法控制允许非 常快速的按顺序检测。在本发明方法的另 一个优选设计中，多个测量头同时扫描多个测量部 分，其中轮胎适当安放在压力室中并处于预定压力之下，从而这些测量头 通过干涉测量法能发现因压力室中的压力的变化而引起的轮胎变形。
从以下对优选实施例的说明中得到了本发明的细节和其它优点。在仅示意表示实施例的附图中具体示出了 图la是具有3个测量头的轮胎检测装置的第一实施例的侧视图； 图lb是轮胎的横截面图；图lc表示由图1所示检测装置的测量头检验的轮胎测量部分； 图2a示出了具有二个如图la所示的检测装置和一个翻转装置的检测 设备；图2b表示由图2a的检测装置检测的轮胎测量部分；图3a是检测装置的第二实施例的侧视图，示出了处于第一测量位置的可摆动地安置的测量头；图3b是图3a的侧视图，示出了处于第二测量位置的可摆动地安置的测量头；图4是具有4个测量头的检测装置的第三实施例的侧视图；图5a是检测装置的第四实施例的侧视图，它包括两个可关于测量方向是牢固不动的测量头和两个可摆动地安置的测量头；图5b是图5a的侧视图，它示出了处于转过了一调整角度的测量方向上的、可摆动地安置的测量头。
具体实施方式
图la所示的检测装置1用于借助干涉测量法检测轮胎10。检测装置 1具有测量冲几构20，可通过该测量机构扫描轮胎10以产生测量结果。测13量机构20包括3个测量头21、 22和23,它们分别具有如欧洲专利授权公 告号EP1014036B1所述的设计结构，用于借助干涉测量法尤其是剪切测量 技术纟企测轮胎10。据此，这些测量头21、 22和23各自具有照明单元，借 以照亮轮胎IO，并且该照明单元例如由多个激光二极管构成。这些测量头 21、 22和23还各自具有剪切元件，通过剪切元件使被轮胎IO散射的光束 发生干涉。剪切元件例如由分光件、可运动的反光镜和固定不动的反光镜 组成。此外，这些测量头21、 22和23分别具有摄像器材，所述摄像器材 带有电子图像传感器如CCD传感器或CMOS传感器。图像传感器布置在 剪切元件的光路中并且用于记录干涉光束。还可以从图la中看到，；险测装置1具有定位才几构30,可以通过该定 位机构将这些测量头21、 22和23分别定位在测量位置上并且对准测量方 向。定位才几构30为此包括多个轴向调节单元31、 32和33,可以借助所述 轴向调节单元分别使这些测量头21、 22和23沿轮胎10的轴向z运动。 定位机构30还包括多个径向调节单元35、 36和37,可以通过所述径向调 节单元分别使这些测量头21、 22和23沿垂直于上述轴向z的轮胎10径 向r运动。轴向调节单元31、 32和33以及径向调节单元35、 36和37都 例如以直线导向机构或线性马达的形式构成，因而能使这些测量头21、 22 和23沿轴向z和径向r做直线运动。各有一个轴向调节单元31、 32或33、 以及一个径向调节单元35、 36或37配属于一个测量头21、 22或23,并 且所述轴向调节单元和径向调节单元相互联接。因而，例如对配属于测量 头21和调节单元31和35相互联接，确切地说4姿照以下方式，即调节单 元31可通过调节单元35沿径向r运动。另外，配属于不同测量头21、 22 和23的调节单元31、 32、 33、 35、 36和37可以相互:f关接，尤其用于减 少驱动装置的数量，进而保证低成本的设计。因此，例如轴向调节单元31 和32可以相互联接，用于通过一个共同的驱动装置沿轴向z被驱动。此外，检测装置1具有压力室40，轮胎10可在压力室中处于预定压 力之下。存在于压力室40中的压力可以是高压或负压。未示出的安全阀 防止在压力室40中可能出现引起压力室40变形或损坏的过高的高压或负 压。与剪切测量技术相关地，事实证明以下措施是合适的，选择大气压作 为基准状态，规定压力室40因抽真空而达到的负压为测量状态。该4全测装置还具有底座50，轮胎10在纟企测过程中安^:在该底座上， 并且定位^4勾30支撑在该底座上。如图la所示，轮胎10可以是平放的，或者例如如德国实用新型专利公告号DE20314939U1所述是竖立的。在轮 胎10平》丈的情况下，轴向z竖向延伸，径向r水平延伸。底座50配备有 旋转装置51,该旋转装置能实现轮胎IO绕旋转轴线R的转动。旋转轴线 R沿轴向z延伸。如图lb所示， 一个轮胎IO通常具有两个胎侧壁11、 13 和一个连接上述两个胎侧壁11和13的胎面15。 A/v胎面15至胎侧壁11和 13的过渡区一般^^皮称为胎肩部或胎肩16。胎侧壁ll、 13的通常加厚的自 由端用于轮胎10和轮辋之间的牢固连接并且通常被称为胎圈部或胎圈17。 轮胎10的承载基层是胎体18,它一般由一层或多层含有塑料纤维或钢丝 绳的挂胶织物构成。胎体18是轮胎10的重要的刚性承载体并且用位于胎 面15中的带束层19来补充。为了借助剪切测量技术检测轮胎10,首先这些测量头21、 22和23借 助这些调节单元31、 32、 33、 35、 36和37 ^皮定位在其各自的测量位置上 并且对准其各自的测量方向。当对在第一检测过程中是在上的胎侧壁11 的外表面12进行扫描时，测量头21和22对准沿轴向z延伸的测量方向 并且被定位于这样的测量位置，即在该测量位置，测量头21、 22的各自 视角a完全测量在这里是8个的测量部分或扇形区中的一个(外表面12裙: 分为上述8个测量部分或扇形区)。而测量头23在扫描胎面15的内表面 14时对准沿径向r延伸的测量方向并且处于这样的测量位置，即在该测量 位置，测量头23的视角a完全测量在这里也是8个的测量部分中的一个(内 表面14净皮分为上述8个测量部分)。在外表面12和内表面14上的测量部 分于是借助测量头21、 22和23的各自照明单元^皮照亮。被轮胎10表面 反散射的光束借助测量头21、 22、 23各自具备的物镜被记录下来，并且 被成像至测量头21、 22、 23的各自剪切元件上，以及借助该剪切元件产 生干涉。干涉光束借助测量头21、 22、 23的各自摄像器材的、布置在剪 切元件光路中的图像传感器被记录下来，以产生干涉图。测量头21、 22 和23与未示出的控制处理机构相连，该控制处理机构具有多信道图像捕 获电路，用于同时读入由测量头21、 22、 23的各自图像传感器所记录的 图像，就是说干涉图。干涉图在控制处理机构中被处理，以便例如从轮胎 10的、因压力室40内的压力变化而造成的不同状态中确定表示轮胎10表 面上的变形的剪切图。该控制处理机构还用于控制定位机构30、旋转装置 51和存在于压力室40内的压力。如图lc清楚所示，在第一^^测过程中，在上的胎侧壁11的外表面12上的所有测量部分、以及胎面15内表面14上的一半测量部分被;险测。此 时，外表面12上的测量部分la至4a由测量头22先后扫描，测量部分5a 至8a由测量头21先后扫描，而内表面14上的测量部分1至4由测量头 23先后扫描。为了先后扫描约45。大小的测量部分，使轮胎10绕旋转轴 线R做间歇转动。在第一扫描过程后，胎侧壁11的外表面12被彻底检测， 胎面15的内表面14的一半被检测。轮胎10随后被翻转。在随后的第二 检测过程中，此时在上的胎侧壁13的外表面12被测量头21和22扫描， 胎面15的内表面14被测量头23扫描。此时，外表面12上的测量部分lb 至4b 一皮测量头21先后4全测，测量部分5b至8b ^皮测量头22先后检测。 而测量头23先后检测内表面14上的、在第一检测过程中未被扫描的测量 部分5至8。在第二扫描过程结束后，轮胎10由此被彻底检测，即所谓的 胎圈至胎圈检测。如图2a所示的检测设备包括两个检测装置la和lb，它们具有与上述 检测装置1相同的结构并且分前后布置在检测流程P中。在检测流程P中， 在检测装置la和lb之间设有翻转装置2,该翻转装置能使轮胎10绕在这 里是沿水平方向延伸的翻转轴线W转动，用于翻转轮胎10。如图2b所示， 上述第一检测过程在在检测流程P中排第一的检测装置la上完成，而第 二^^测过程在在4企测流程P中排第二的一企测装置lb上完成。据此，检测 装置la的测量头21、 22和23检测胎侧壁11外表面12上的测量部分la 至8a、和胎面15内表面14上的测量部分1至4。而在轮胎10通过翻转 装置2被翻转后，检测装置lb的测量头21、 22和23 一全测胎侧壁13外表 面12上的测量部分lb至8b、和胎面15内表面14上的测量部分5至8。 将测量过程分配给检测装置la和lb允许非常快速地顺序检测轮胎10。如图3a和图3b所示的检测装置lc与检测装置1的区别在于，测量 头21以可绕摆动轴线S转动的方式支撑。而检测装置lc的测量头22、 23 像检测装置1的全部测量头21、 22和23那样关于各自的测量方向是固定 不动地安置的。由于可转动的支撑，所以测量头21可以一调节角度cp摆 动，该调节角度在这里约为卯。。通过这种方式，可以使测量头在如图3a 所示的第一测量位置I和如图3b所示的第二测量位置II之间摆动。在第 一测量位置I上，测量头21对准轴向z并由此可以检测胎侧壁11、 13的 外表面12。而在第二测量位置II上，测量头21对准径向r并且可以检测 胎面15的内表面14。如果不是要彻底检查轮胎10,而是只检查其胎面15区域，则尤其考虑采用测量头21的可摆动布置形式。因为在这种情况下可以如图3b所示地将测量头21和23 —起布置在轮胎10内，而且彼此完 全相反地取向，以便在唯——次冲企测过程中同时扫描胎面15。如图4所示的检测装置Id与检测装置1的区别尤其在于，测量机构 20具有第四测量头24。另外，定位机构30附加具有一个轴向调节单元34 和一个径向调节单元38，用于将测量头24定位在期望的测量位置上。测 量头24具有与测量头21、 22和23相同的结构并且在径向r上与测量头 23完全相反地取向。通过这种方式，胎面15的内表面14可以被测量头 23和24同时扫描，以期实现特别快速的一全测。图5a和图5b所示的;f企测 装置le与检测装置ld的区别在于，测量头23和24以可摆动方式支撑， 因而可以转动调节角度cp。调节角度cp在这里关于图lb所示的轮胎中央 平面E或与轮胎中央平面E平行的平面约为土25。。在图5a中，测量头23 和24分别向上摆动，因而能够实现对包括上胎肩16在内的胎面15的胎 冠合镜拍摄。在图5b中，测量头23向上摆动，而测量头24向下摆动， 因而测量头23对包括上胎肩16在内的胎面15进行胎冠合镜拍摄，而测 量头24对包括下胎肩16在内的胎面15进行胎冠合镜拍摄。如果待检轮 胎10具有较大的宽度和/或小的开口宽度，因而胎面15在测量头23、 24 对准径向r时无法;故测量头23和24的^f见角oc彻底^隻盖，则主要考虑采用 测量头23和24的可摆动布置形式。轮胎10检测装置的上述实施例的特点在于，可以实现快速彻底的轮 胎10检验。检测装置l、 la、 lb和lc只有3个测量头21、 22和23，因 而就在执行本发明方法时彻底检测轮胎10来说具有最佳的设计。具有4 个测量头21、 22、 23和24的检测装置ld和le也能实现本发明的方法， 但由于有第四测量头24,所以不仅提供了有助于获得高的故障安全性的冗 余，而且可以根据需要来实现截然不同的方法。固定不动地安置检测装置 1、 la、 lb、 lc、 ld和le的测量头21、 22、 23和24中的大多数测量头特 别也有助于获得简单的低成本设计方案，而且该设计方案磨损小，维护工 作少。附图标记一览表l-检测装置；la-检测装置；lb-检测装置；lc-检测装置；ld-检测 装置；le-检测装置；2-翻转装置；10-轮胎；ll-胎侧壁；12 -外表 面；13-胎侧壁；14-内表面；15-胎面；16-胎肩；17-胎圏；18-月台 体；19-带束层；20-测量机构；21 -测量头；22-测量头；23-测量头； 24-测量头；30-定位才几构；31-轴向调节单元；32-轴向调节单元；33 -轴向调节单元；34-轴向调节单元；35-径向调节单元；36-径向调节 单元；37-径向调节单元；38-径向调节单元；40-压力室；50-底座； 51-旋转装置；E-轮胎中央平面；P-检测流程；R-旋转轴线；S -摆动 轴线；W-翻转轴线；r-径向；z-轴向；a-视角；cp-调节角度；I-测量位置；II-测量位置；
权利要求
1.一种检测轮胎(10)的装置，所述轮胎具有两个胎侧壁(11，13)并具有胎面(15)，所述装置具有测量机构(20)和用于所述测量机构(20)的定位机构(30)，其中能通过所述测量机构扫描所述轮胎(10)以产生测量结果，所述测量机构包括第一测量头(21)，其在扫描所述两个胎侧壁(11，13)的外表面(12)时对准第一测量方向(z)；第二测量头(22)，其在扫描所述两个胎侧壁(11，13)的外表面(12)时对准第二测量方向(z)；第三测量头(23)，其在扫描至少所述胎面(15)的内表面(14)时对准第三测量方向(r)。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量机构(20)包括 第四测量头(24),第四测量头在扫描至少所述胎面(15)的内表面(14)时对准 第四测量方向(r)。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一测量方向和所 述第二测量方向沿所述轮胎(10)的轴向(z)延伸。
4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第三测量方向和所 述第四测量方向沿所述轮胎(lO)的径向(r)延伸并且是相反取向。
5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述轴向(z)竖向延伸， 所述径向(r)水平延伸。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，至少其中 一个所述测量头(21, 22， 23， 24)关于所述测量方向(r， z)是固定不动地设 置的。
7. 根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，至少其中 一个所述测量头(21， 22, 23， 24)能绕垂直于所迷测量方向(r, z)延伸的摆 动轴线(S)转动。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，只有其中 一个测量头(21; 22; 23; 24)能绕所述摆动轴线(S)转动。
9. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述测量头(21, 22, 23, 24)能在第一测量位置(I)和第二测量位置(II)之间摆动，其中所述测量 头(21, 22, 23, 24)能克服复位力作用从第一测量位置(I)摆动到第二测量 位置(II)。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述测量头(21, 22，23, 24)在第一测量位置(I)上对准轴向测量方向(z)并且在第二测量位置(n) 上对准径向测量方向(r)。
11. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述测量头(21， 22， 23, 24)在第 一 测量位置(I)上对准径向测量方向(r)并且在第二测量位置(II) 上对准一个相对所述径向测量方向(r)倾斜一个调整角度(cp)的测量方向。
12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述调整角度(cp)介 于0°和±30°之间。
13. 根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装 置具有压力室(40),所述轮胎(10)能在所述压力室中处于预定压力之下。
14. 根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装 置具有底座(50),所述轮胎(10)能安放在所述底座上。
15. 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述定位机构(30)支 撑在所述底座(50)上。
16. 根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，至少其 中一个所述测量头(21, 22, 23, 24)能通过所述定位^L构(30)在所述轮胎(10) 的轴向(z)上和/或所述轮胎(10)的径向(r)上运动。
17. 根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述定位机构(30)具 有用于使所述测量头(21, 22， 23, 24)沿所述轴向(z)运动的至少一个轴向 调节单元(31， 32， 33， 34)、和用于使所述测量头(21 ， 22, 23， 24)沿所述 径向(r)运动的至少一个径向调节单元(35, 36， 37， 38)。
18. 根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述装置具有至少两 个轴向调节单元(31， 32， 33, 34)和/或至少两个径向调节单元(35, 36, 37， 38),所述轴向调节单元和径向调节单元相互联接。
19. 根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述测 量机构(20)能绕一条本身沿所述轮胎(l O)的轴向(z)延伸的旋转轴线(R)相对 所述轮胎(10)转动。
20. 根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述装置具有底座 (50)，所述轮胎(10)能安放在所述底座上，所述底座(50)具有旋转装置(51), 所述轮胎(10)能通过所述旋转装置绕所述旋转轴线(R)转动。
21. 根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述多 个测量头(21, 22， 23, 24)分别包括用于照亮所述轮胎(10)的照明单元； 剪切元件，借此使由所述轮胎(10)反散射回的光束发生干涉；电子图像传感器，安置在所述剪切元件的光路中并记录干涉光束。
22. 根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述装置具有控制处 理机构，用于控制所述测量机构(20)和/或所述定位机构(30)和/或所述旋转 装置(51)和/或在用于安放所述轮胎(10)的压力室内的压力、以及用于分析 处理测量结果。
23. 根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述控制处理机构具 有图像捕获电路，通过所迷图像捕获电路读入由所述多个测量头(21, 22， 23, 24)的图像传感器记录的图像，其中所述图像捕获电路适于同时读入图 像。
24. —种检测轮胎(10)的设备，包括至少两个根据权利要求1至23中 任一项所述的、前后相继地设置在纟全测流程(P)中的^r测装置(la， lb)、以 及适于使所述轮胎(10)翻转的翻转装置(2),其中所述翻转装置(2)在所述检 测流程(P)中布置在所述;f企测装置(la， lb)之间。
25. —种借助至少一个根据权利要求1至23中任一项所述的检测装置 (la, lb)检测轮胎(10)的方法，所述方法包括以下步骤a) 将一个待;险轮胎(10)安置在所述检测装置(la, lb)中，所述轮胎具 有第一胎侧壁(ll)、第二胎侧壁(12)和胎面(15)，它们被分为多个测量部分；b) 为了扫描所述两个胎侧壁(ll, 13)的外表面(12),将第一测量头(21) 定位在一个测量位置上并且对准第一测量方向(z);c) 为了扫描所述两个胎侧壁(ll, 13)的外表面(12)，将第二测量头(21) 定位在 一个测量位置上并且对准第二测量方向(z);d) 为了扫描至少所述胎面(15)的内表面(14),将第三测量头(23)定位在 一个测量位置上并且对准第三测量方向(z);e) 在第一检测过程中使所述轮胎(10)相对这些测量头(21, 22， 23)绕 旋转轴线(R)做间歇转动并且被这些测量头(21, 22， 23)逐步扫描，其中第 一测量头(21)扫描在所述第一胎侧壁(11)外表面(12)上的一半测量部分，第 二测量头(22)扫描在所述第一胎侧壁(11)外表面(12)上的另一半测量部分， 第三测量头(23)扫描至少所述胎面(15)内表面(14)上的一半测量部分；f) 翻转所述轮胎(10);g) 在第二检测过程中使所述轮胎(10)相对这些测量头(21, 22, 23)绕 所述旋转轴线(R)做间歇转动并且被这些测量头(21, 22, 23)逐步扫描，其 中第一测量头(21)扫描在所述第二胎侧壁(11)外表面(12)上的一半测量部分，第二测量头(22)扫描在所述第二胎侧壁(11)外表面(12)上的另一半测量 部分，第三测量头(23)扫描至少所述胎面(15)内表面(14)上的另一半测量部 分。
26. 根据权利要求25所述的方法，其特征在于，分成偶数个测量部分。
27. 根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述第一检测过程在 第一检测装置(la)上进行，所述第二检测过程在第二检测装置(lb)上进行。
28. 根据权利要求25、 26或27所述的方法，其特征在于，所述多个 测量部分^皮这些测量头(21, 22, 23)同时扫描。
29. 根据权利要求25、 26或27所述的方法，其特征在于，将所述轮 胎(10)安置在压力室(40)中并处于预定压力之下。
30. 根据权利要求29所述的方法，其特征在于，这些测量头(21, 22, 23)以干涉测量方式发现因所述压力室(40)中的压力的变化而引起的轮胎 (IO)变形。
全文摘要
一种尤其借助干涉测量法检测轮胎(10)的装置(1，1a，1b，1c，1d，1e)具有测量机构(20)和用于测量机构的定位机构(30)，其中该轮胎具有两个胎侧壁(11，13)并具有胎面(15)，并且可以通过测量机构扫描轮胎来产生测量结果。该测量机构(20)包括至少三个测量头(21，22，23)。第一测量头(21)和第二测量头(22)用于扫描两个胎侧壁(11，13)的外表面(12)，而第三测量头(23)用于扫描至少该胎面(15)的内表面(14)。检测装置(1，1a，1b，1c，1d，1e)实现了快速彻底的轮胎(10)检测。本发明还提供包括根据本发明的检测装置的轮胎检测设备、以及借助至少一个根据本发明的检测装置的轮胎检测方法。
文档编号G01B11/00GK101245987SQ200810008218
公开日2008年8月20日 申请日期2008年2月13日 优先权日2007年2月16日
发明者伯尼沃德·梅尼尔, 斯蒂芬·登格尔 申请人:伯尼沃德·梅尼尔;斯蒂芬·登格尔